高粘度输送泵流体噪声的研究现状和发展概况

从心理角度讲，噪声是人们所讨厌的声音，不管什么样的声音，只要高粘度三螺杆泵对人的生活、工作、学习和休息带来了妨碍和干扰，就可以称之为噪声。从物理性质上讲，噪声是指声强和频率的变化均无规律、杂乱无章的声音。随着人类保护环境的意识不断提高，噪声日益受到人们的重视，噪声污染同大气污染和水污染同时被列为当代世界的三大污染，并对社会效益产生着巨大的影响。
按照起源的不同，噪声可分为：流体噪声、机械噪声和电磁噪声。液压元件的噪声主要包括流体噪声和机械噪声。流体噪声是由于流体质点振动而产生的。当流体中有了涡流或发生了压力突变等情况，就会引起流体的扰动，由于流体的扰动而产生的噪声就是流体噪声。机械噪声是由于固体振动而产生的，主要是由于零件之间产生接触、撞击和振动引起的。如当液压泵、液压马达不平衡旋转时就会产生周期性的不平衡力，引起转轴的弯曲振动，产生噪声。这种振动传到油箱和管路还会发出很大的声响。
在液压元件和液压系统中，流体噪声占相当大的比例，一般被认为是主要的噪声源，同时，液压泵被认为是液压系统中的主要噪声源，降低液压泵的流体噪声是整个液压噪声控制研究的。液压泵的流体噪声主要是由泵的压力、流量的周期性变化以及配流冲击和气穴现象引起的。在高粘度沥青保温泵的吸油和压油循环中，产生周期性的流量脉动，从而引起液压振动，形成压力脉动并经出口传播向整个系统。同时液压回路的管道和阀类将液压泵的压力反射，在回路中产生波动，使泵产生共振，发出噪声；另一方面，液压系统中溶解了大约5%的空气。当系统中的压力因某种原因而低于空气分离压时，其中溶解于油中的气体就地大量分离出来，形成气泡。这些气泡遇到高压便被压破，产生较强的液压冲击，从而产生噪声。
高粘度泵产生噪声的因素很多，归纳来说高粘度泵激发噪声的主要原因为。
(1)高粘度泵流量脉动引起的压力脉动，导致管道、泵壳振动，激发噪声。这种振动有时还可能产生谐振，谐振频率可以是流量脉动频率的2-3倍或者大。泵的基体频率及其谐振若和机械的或液压的自然频率相一致，则噪声便增加。
(2)由于柱塞腔内液体压力的脉动或冲击，引起泵内作用力和力矩的脉动和突变，导致缸体、斜盘等部件的振动，从而激发噪声。
(3)在吸油过程中或配流过程中，出现压力过低产生气穴的现象，气泡到达高压区发生气蚀，激发噪声。
(4)由于机械原因，如回转件不平衡、轴承精度差、传动轴安装误差过大、联轴节偏斜、运动副之间的摩擦等，也会产生振动、激发噪声。
高粘度泵噪声概括起来可以划分为流体噪声和机械噪声两大类，其中前三种都属于流体噪声，第四种属于机械噪声，流体噪声是泵产生噪声的主要组成部分，也是高粘度泵降噪研究的重要内容之一。
高粘度螺杆泵的流体噪声是指其工作过程中产生压力冲击和流量脉动，引起相连液压元件如油管、液压阀、油缸等振动产生的噪声。流体噪声与柱塞腔压力急剧变化密切相关，对高粘度泵配流过程中柱塞腔压力瞬时的变化过程深入了解，关于柱塞腔压力瞬变过程数学模型及测试是这类研究的关键。流量脉动是公认的高粘度泵流体噪声的主要成因之一，通过对流量脉动的测试，结合理论分析泵内部结构参数对噪声的影响，寻找降低流体噪声的机理是另一个研究。高粘度泵结构决定了流量脉动是泵的固有特性，由于轴向高粘度泵有多个柱塞同时处于排油腔和进油腔，所以泵的瞬时流量为同一瞬时所有处于排油腔柱塞的瞬时流量之和，即高粘度泵的输出流量是各个柱塞半正弦流量的叠加。对于不同柱塞数目的液压泵，均有相应的固有流量脉动。由于高粘度泵的流量脉动势必会引起泵出口及管路的压力脉动，并传播到整个系统，同时产生流体噪声。